Композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка Российский патент 2020 года по МПК A23L2/38 A23L2/52 A23L33/10 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков с эмульсионной структурой, обладающих функциональными свойствами.

В настоящее время для обеспечения сбалансированного питания населения большое значение приобретают функциональные пищевые продукты, в т.ч. безалкогольные напитки. Актуальным для их обогащения является введение жирорастворимых функциональных ингредиентов – полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ω-6 и ω-3, жирорастворимых витаминов и провитаминов (A, D, E, β-каротин и др.), недостаток которых связан со стремлением современного потребителя к снижению энергетической ценности рациона питания и, соответственно, ограничению калорийных продуктов и ингредиентов.

Однако существует проблема введения гидрофобных веществ в водную среду напитка и длительной стабилизации таких многокомпонентных систем, представляющих собой эмульсии, с целью сохранения их органолептических и структурно-механических свойств.

Известен состав по способу получения напитка, содержащий (мас.%) морковную массу в виде пюре: 30,0-50,0, сахар: 3,0-5,7, растительное масло: 1,7, эмульгаторы: Хамульсион ЕВ или Палсгаард №5230 или Пектин: 0,12-0,3, лимонную кислоту: 0,11-0,2, аскорбиновую кислоту: 0,03 и воду – остальное (см. патент РФ № 2277361, МПК А 23 L 2/00, дата публикации 10.06.2006).

Недостатками являются монокомпонентность состава напитка, ограничивающая вкусо-ароматический букет готового продукта и отсутствие комплексного эмульгатора-стабилизатора, обеспечивающего достаточно длительные сроки хранения без расслоения (срок хранения не указан).

В качестве ближайшего аналога принята композиция тыквенного нектара, содержащая (мас.%) – тыквенное пюре: 34,0-46,0, ягодный сок: 2,0-6,0, тыквенный отвар: 20,0-25,0, сахарный сироп: 27,0-44,0, растительное масло: 0,1-3,0 и каррагинан: 0,1-0,3 (см. патент РФ № 2396034, МПК А 23 L 2/04, дата публикации 10.08.2010).

Недостатками ближайшего аналога являются незначительная концентрация масла в рецептуре нектара, что не обеспечивает необходимую суточную дозу ПНЖК и отсутствие эмульгатора, введение которого должно обеспечивать стабильность при стерилизации (119°С) и заявленную стабильность эмульсионной части в течение 2 лет без видимых признаков расслоения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка рецептур безалкогольного эмульсионного напитка высокого качества с использованием местных сырьевых биоресурсов.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в улучшении качества готового продукта за счет повышения пищевой ценности, наличия выраженного физиологического эффекта, улучшении структурно-механических и органолептических свойств, а также расширении ассортимента натуральных безалкогольных напитков.

Поставленная задача решается тем, что композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, жидкость, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, отличается тем, что для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля «Ламиналь» при их соотношении 1:4.

Кроме того, для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта.

Кроме того, для ягодного сырья используют бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта.

Кроме того, для ягодного сырья используют смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта.

Кроме того, купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно.

Кроме того, купаж растительных масел содержит кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг /100 дал готового продукта», «в качестве жидкости используют питьевую воду», «применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта» и «ягодное сырье применяют в виде пюре», а также признаки зависимых пунктов формулы с первого по третий обеспечивают высокие органолептические свойства готового продукта.

Признак «используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта» описывает оптимальное количество растительных масел.

Признаки четвертого и пятого зависимых пунктов формулы описывают виды используемых растительных масел, которые наряду с пищевыми достоинствами обладают биологически активными и фармакологическими свойствами и как следствие способствуют повышению пищевой и биологической ценности.

Жирнокислотный состав масел, используемых в рецептуре напитков в составе купажей, представлен в таблице 1.

Таблица 1

Жирнокислотный состав масел, %

Наименование масла Насыщенные жирные кислоты
(НЖК) Мононенасыщенные жирные кислоты
(МНЖК) Полиненасыщенные жирные кислоты
(ПНЖК) С 18:1 ω-9
(олеиновая кислота) С18:2 ω-6
(линолевая кислота) С18:3 ω-3
(α-линоленовая кислота) Облепиховое 15,0 13,0-19,0 47,0-50,0 32,0-37,0 Тыквенное 14,8 28,0-37,0 44,0-50,0 0,2-7,4 Кедровое 10,0 14,0-25,0 44,0-60,0 21,0-26,0

Таким образом, жирнокислотный состав представленных масел, а также натуральный комплекс фосфолипидов, каротиноидов, флавоноидов и витаминов в их составе обеспечивает широкое фармакологическое действие, способствуя нормализации липидного спектра крови, снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний, коррекции углеводно-жирового обмена, улучшению функционирование нервной системы и др., что является перспективным для проектирования безалкогольных напитков с функциональными свойствами.

Также указанные признаки обеспечивают оптимальное соотношение незаменимых полиненасыщенных жирных кислот ω-3 и ω-6 семейств (линолевая (С18:2, ω-6), линоленовая (С18:3, ω-3) и арахидоновая (С20:4, ω-6)), которые воздействуют не только на липидный обмен, но и обладают регуляторными функциями, уменьшают риск тромбообразования, поддерживают иммунный статус организма и др.

Рекомендуемое соотношение в пищевом рационе ПНЖК ω-6:ω-3 групп составляет для здорового человека – 10:1, для лечебного питания – от 3:1 до 5:1 (Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации).

Соотношение растительных масел определяли с использованием метода математического моделирования. Расчет рецептуры купажей производят путем составления и решения следующей системы уравнений:

где m_a, m_b – массовая доля растительного масла в составе купажа, вес.%;

с_a¹, c_b¹ – концентрация линолевой кислоты в растительном масле, вес.%;

с_a², c_b² – концентрация линоленовой кислоты в растительном масле, вес.%;

k – коэффициент, принятый равным 10 (в соответствии с МР 2.3.1.2432-08).

В результате экспериментальных данных были получены оптимальные соотношения жирных кислот семейства ω-6:ω-3 в составе купажей масел, которые составили (9,8-10,0):1, что соответствует утвержденным рекомендациям ГУ НИИ питания РАМН о нормах физиологических потребностей в ПНЖК.

Признаки «в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно» позволяют увеличить срок годности готового продукта.

Использование комплексной добавки в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля «Ламиналь» при их соотношении 1:4 позволяет повысить биологическую ценность, улучшить реологические и органолептические свойства напитка.

Сухой экстракт из красного мыльного корня (ЭКМ) мыльнянки лекарственной (Saponaria officinalis L.) махровой формы, культивируемой в условиях Приморского края, является высокоэффективным эмульгатором, обладающим значимыми поверхностно-активными свойствами (эмульгирующая, пенообразующая, стабилизирующая способность), а также широким спектром физиологического действия (гиперхолестеринемическое, антиоксидантное, иммуномодулирующее, антиканцерогенное и др.) (Sidana, J., B. Singh and O.P. Sharma, 2016. Saponins of Agave: Chemistry and bioactivity. Phytochemistry, 130: 22-46. Man, S., W. Gao and Y. Zhang, 2010. Chemical study and medical application of saponins as anti-cancer agents. Fitoterapia, 81: 703-714. Singh, B., J.P. Singh, N. Singh and A. Kaur, 2017. Saponins in pulses and their health promoting activities: A review. Food Chemistry, 233: 540-549. Черевач, Е.И. Динамика и биологическая активность сапонинов в экстрактах из корней мыльнянки (Saponaria officinalis L.) / Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Г.М. Фролова, Р.И. Живчикова // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2009. – № 4. – С. 25-28).

Биогель «Ламиналь», используемый в качестве стабилизатора, представляет собой гелеобразный пищевой продукт, полученный по уникальной запатентованной технологии переработки бурых морских водорослей – Saccharina japonica. Ламиналь содержит натриевую соль альгиновой кислоты (альгинат натрия), сульфатированные гетерогликаны (фукоиданы), водорослевую клетчатку, минеральные вещества (йод, натрий, калий, кальций, магний), растворимые полисахариды, витамины А, В, аскорбиновую кислоту, железо и ряд других жизненно важных микроэлементов растительного происхождения. Биологически активные вещества Ламиналя участвуют в метаболических процессах желудочно-кишечного тракта, оказывают влияние на обмен веществ, проявляют свойства энтеросорбента радионуклидов и токсичных элементов. Полисахариды Ламиналя обладают загущающим действием и применяются в качестве стабилизаторов водных суспензий и эмульсий в изготовлении структурированных пищевых продуктов (Вишневская, Т.И., Аминина, Н.М., Соколова, В.М., Конева, Е.Л. Молочные продукты с биогелем из морских водорослей // Молочная промышленность. – 2009. – № 7. – С. 58-59. Аминина, Н.М. Основные направления исследований морских водорослей и трав Дальневосточного региона / Н.М. Аминина // Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра). – 2005. – С. 348-354.).

Количественное содержание сухих веществ ЭКМ было определено на основании изучения динамики эмульгирующих свойств водных экстрактов с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел (таблица 2).

Таблица 2

Динамика эмульгирующих свойств водных растворов сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел

Массовая доля растворимых сухих веществ в ЭКМ, % Количество ЭКМ, см³ Количество эмульгированного масла, см³ Эмульгирующая способность, ед. Стойкость эмульсии, % Купаж № 1 2,0 5,0 27,0 5,4 76,0 5,0 5,0 38,0 7,6 98,0 7,0 5,0 49,0 9,8 99,0 Купаж № 2 2,0 5,0 24,0 4,8 72,0 5,0 5,0 36,0 7,2 96,0 7,0 5,0 46,0 9,2 98,0

Количество ЭКМ, необходимое для эмульгирования купажей масел (2 вес.%) в рецептурах напитка рассчитывали на основании полученных данных по его эмульгирующей емкости (таблица 2).

Заявляемый напиток безалкогольный эмульсионный готовят следующим образом.

Для производства используют стандартное технологическое оборудование и следующее сырье:

1) Морковь столовая свежая (ГОСТ 32284-2013);

2) Клюква свежая (ГОСТ 33309-2015);

3) Смородина черная свежая (ГОСТ 6829-2015);

4) Масло семян облепихи концентрированное (ТУ 10.89.19-001.31503605-16);

5) Масло кедрового ореха нерафинированное (ТУ 9141-009-33974444-10 с изм. № 1);

6) Масло семян тыквы нерафинированное (ТУ 9141-005-70834238-06);

7) Сухой экстракт из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. – сапонинсодержащая добавка «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой» (ТУ 9145-002-02068634-2013), свидетельство о госрегистрации добавки № RU.77.99.88.009.Евод006781.08.13 от 21.08.2013 г. с содержанием сухих веществ 90 вес.%;

8) Биогель «Ламиналь» (ТУ 9284-175-00472012-2015);

9) Сахар белый (ГОСТ 33222-2015);

10) Кислота лимонная моногидрат пищевая (ГОСТ 908-2004);

11) Аскорбиновая кислота (ФС.2.1.0058.18);

12) Вода питьевая (СанПиН 2.1.4.1074).

На начальном этапе производят подготовку ингредиентов.

Для приготовления овощного пюре подготовленную морковь измельчают, подвергают СВЧ-нагреву при мощности 570 Вт в течение 5 мин при температуре 70-80ºС и протирают.

Для приготовления ягодного сырья ягоды клюквы или брусники или смородины черной протирают через сито с диаметром отверстий 0,5 мм до однородного состояния (пюре) для удаления семян.

Для приготовления инвертированного сахарного сиропа сахар белый растворяют в воде при соотношении 9:5, доводят до кипения до момента полного растворения и вносят расчетное количество лимонной кислоты.

Для получения купажей с заданным сбалансированным составом растительные масла фильтруют, смешивают в соответствии с рецептурой.

При разработке рецептур купажей учитывают жирнокислотный состав, физико-химические свойства и органолептические свойства различных масел (облепиховое, тыквенное, кедровое). Состав используемых купажей представлен в таблице 3.

Таблица 3

Состав используемых купажей

Наименование масла Массовая доля, вес.% Купаж № 1 Купаж № 2 Масло облепиховое концентрированное 10,9 – Масло тыквенное нерафинированное 89,1 79,8 Масло кедровое нерафинированное – 20,2

Состав жирных кислот в подобранных купажах представлен в таблице 4.

Таблица 4

Состав жирных кислот в подобранных купажах

Жирные кислоты Массовая доля, вес.% Купаж № 1 Купаж № 2 Насыщенные 17,92 16,48 Мононенасыщенные,
в т.ч. Олеиновая 34,65
34,53 34,02
33,92 Полиненасыщенные,
в т.ч. Линолевая
Линоленовая 47,53
43,16
4,37 49,17
44,70
4,47 Соотношение ПНЖК и насыщенных ЖК 2,65 2,98 Соотношение линоленовой ω-6 и линолевой ω-3 ЖК 9,8:1 10,0:1

Затем для защиты жирорастворимых витаминов, красящих веществ от окислительной порчи и создания неблагоприятной среды для развития микроорганизмов в процессе хранения в купаж дополнительно вводят аскорбиновую кислоту (витамин С).

Для приготовления эмульгатора сухой экстракт из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. разводят водой питьевой с температурой 20-25ºС в соотношении 1:17 до достижения количества 5 вес.% сухих веществ.

Массовую долю растворимых сухих веществ в водном растворе контролируют рефрактометрическим методом при температуре 20ºС на рефрактометре ИРФ-454Б2М (Россия) – по ГОСТ 28562.

Полученный раствор тщательно перемешивают до однородной консистенции в течение 10-15 мин, на заключительном этапе фильтруют для удаления взвесей и осадка.

Подготовку стабилизатора биогеля «Ламиналь» осуществляют путем тщательной гомогенизации в течение 1 мин при скорости вращения вала 3000 об/мин до достижения пастообразного состояния.

Для приготовления комплексной добавки полученный эмульгатор перемешивают при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин совместно с подготовленным стабилизатором до получения устойчивой пены.

На следующем этапе готовят безалкогольный эмульсионный напиток.

Для приготовления эмульсии в комплексную добавку тонкой струйкой вводят купаж растительных масел с аскорбиновой кислотой и гомогенизируют при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин.

Пюре из моркови смешивают с инвертированным сахарным сиропом в соотношении 1:2, данную смесь доводят до кипения и остужают до 20-22ºС.

В эмульсию вводят смесь из пюре из моркови и инвертированного сахарного сиропа, а также пюре из ягод, соединяют, добавляют необходимое количество воды и тщательно перемешивают в течение 10 мин при 1500 об/мин до однородной, устойчивой консистенции.

Полученный напиток пастеризуют при температуре 60-65ºС в течение 5 мин.

Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка приведены в таблице 5.

Таблица 5

Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка

Название компонента, ед. измерения Количество на 100 дал готового продукта Пример 1 Пример 2 Пример 3 Морковь, кг 60,6 58,1 55,5 Ягоды, кг: клюква 47,0 – – брусника – 45,0 – смородина черная – – 43,0 Инвертированный сахарный сироп, л 126,2 122,1 115,3 Купаж растительных масел (л), в т.ч.: 20,0 20,0 20,0 масло облепиховое 2,18 2,18 – масло тыквенное 17,82 17,82 15,96 масло кедровое – – 4,04 Кислота лимонная, кг 1,0 1,0 1,0 Аскорбиновая кислота, кг 0,2 0,2 0,2 Комплексная добавка, в т.ч.: 13 13 14 5%-ный водный раствор сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L., л 2,6 2,6 2,8 биогель «Ламиналь», кг 10,4 10,4 11,2 Вода питьевая, л Остальное Остальное Остальное

Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного представлены в таблице 6.

Таблица 6

Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного

Наименование показателя Пример 1 Пример 2 Пример 3 Кинематическая вязкость, мПа·с 26,21 26,14 25,39

Заявленный безалкогольный эмульсионный напиток имеет приятный, гармоничный, плодово-ягодный вкус, цвет, свойственный входящим в рецептуру наполнителю и растительным экстрактам (оранжевый). Внешний вид напитка однородный, структура обволакивающая, консистенция стабильная, без осадка.

Выход за пределы значений вязкости приводит к расслоению однородной структуры напитка (эмульсии).

Содержание функциональных ингредиентов на 100 г напитка составляет: β-каротин –1,3-4,3 мг%, ПНЖК – 4,2-5,3 г, витамин С – 21,0-29,7 мг%.

Предлагаемая композиция позволяет расширить ассортимент напитков с улучшенными органолептическими и структурно-механическими свойствами.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков с эмульсионной структурой, обладающих функциональными свойствами. Предложена композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, причем для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля Ламиналь при их соотношении 1:4. При этом для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта, бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта, смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта. При этом купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно, кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно. Изобретение выражается в улучшении качества готового продукта за счет повышения пищевой ценности, наличия выраженного физиологического эффекта, улучшении структурно-механических и органолептических свойств, а также расширении ассортимента натуральных безалкогольных напитков. 5 з.п. ф-лы, 6 табл.

1. Композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, отличающаяся тем, что для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля Ламиналь при их соотношении 1:4.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта.

4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта.

5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно.

6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что купаж растительных масел содержит кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно.